Física 1 -43

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Física 
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Questão 59 
O prof Renato Brito conta que um navio flutua com um bloco de 
ferro em seu interior. Retirando-se o bloco de ferro e 
abandonando-o e amarrando-o ao casco do barco através de um 
fio de nylon ideal, o nível da água H aumentará, diminuirá ou 
permanecerá inalterado ? E o nível h do barco ? 
ferro
H
h
 
 
H
2
h
2
ferro
 
Dica: veja Exemplo Resolvido 8 na página 216 
 
Questão 60 
Sobre o Princípio de Arquimedes, considere as seguintes 
afirmações: 
I. Um enorme bloco de gelo está a boiar num recipiente com 
água (figura 1). Sobre ele repousa um bloco de madeira maciça 
(de densidade inferior à da água). Quando todo o gelo 
derreter, a madeira passará a boiar em equilíbrio na superfície 
da água, cujo nível vertical, em relação ao fundo do recipiente, 
permanecerá inalterado. 
 
Figura 1 
 
II. Um enorme bloco de gelo está a boiar num recipiente com 
água, sem tocar o seu fundo (figura 2). Uma pesada bola de 
chumbo encontra-se aprisionada no bloco de gelo. Quando 
todo o gelo derreter, a esfera de chumbo irá cair e repousar no 
fundo do recipiente e o nível vertical da água, em relação ao 
fundo do recipiente, estará abaixo do nível inicial. 
 
Figura 2 
III. Uma balança fiel, de braços iguais, está suportando duas 
banheiras gigantes idênticas, completamente preenchidas com 
água, uma em cada prato. Estando o sistema inicialmente 
equilibrado, um enorme transatlântico é lentamente colocado na 
banheira direita até que flutue em equilíbrio na superfície da 
água (figura 3), extravasando parte dela, sem tocar o fundo do 
recipiente. Apesar do enorme peso do barco, a balança 
permanecerá equilibrada horizontalmente, visto que uma 
banheira cheia até a borda pesa o mesmo que uma banheira 
dágua cheia até a borda contendo um transatlântico 
boiando em seu interior. 
 
Figura 3 
Pode-se afirmar que: 
a) apenas I está correta 
b) apenas II está correta 
c) apenas III está correta 
d) apenas II está errada 
e) todas estão corretas 
Dica: veja Exemplo Resolvido 8 na página 216 
Questão 61 
(Fuvest-SP) Um tubo na forma de U, parcialmente cheio de água, 
está montado sobre um carrinho que pode mover-se sobre trilhos 
horizontais e retilíneos. Quando o carrinho se move com 
aceleração constante para a direita, a figura que melhor representa 
do líquido é: 
a) 
 
d) 
 
 
b) 
 
e) 
 
c) 
 
 
 
Questão 62 
Um tubo na forma de U, parcialmente cheio de água, está montado 
sobre um carrinho que pode mover-se sobre trilhos horizontais e 
retilíneos. Estando o carrinho em repouso, a torneira que controla o 
fluxo de água entre as partes do tubo é totalmente fechada. 
Quando o carrinho se move com aceleração constante para a 
direita, a figura que melhor representa do líquido é: 
 
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a) 
 
d) 
 
b) 
 
e) 
 
c) 
 
 
 
Questão 63 
(UECE) Utilizando fios ideais, uma esfera de ferro e uma bexiga 
de gás hélio foram amarradas, respectivamente, ao teto e ao chão 
de uma locomotiva que se desloca em movimento retilíneo. 
Subitamente, o maquinista aciona os freios e a locomotiva passa a 
se deslocar em movimento retardado. 
a) 
a
 
b) 
a
 
c) 
a
 
d) 
a
 
e) 
a
 
 
 
Questão 64 
(UECE) O carrinho mostrado n afigura abaixo pode rolar sobre 
trilhos horizontais, quando acionado pelo peso do corpo K 
pendente de um fio ligado carrinho. São irrelevantes os atritos. O 
carrinho contém um pequeno pêndulo encerrado em uma caixa 
transparente e um vaso de vidro com água colorida. 
 
Inicialmente o carrinho está em repouso. Se o corpo K é liberado, 
a configuração mais provável das posições do pêndulo e da 
superfície da água, é a representada em: 
a) 
 
c) 
 
b) 
 
d) 
 
 
Questão 65 
(ITA 2003) Um balão contendo gás hélio foi fixado, por meio de um 
fio leve, ao piso de um vagão completamente fechado. O fio 
permanece na vertical enquanto o vagão se movimenta com 
velocidade constante, como mostra a figura. Se o vagão é 
acelerado para frente, pode-se afirmar que, em relação a ele, o 
balão: 
 
a) se movimenta para trás e a tração no fio aumenta. 
b) se movimenta para trás e a tração no fio não muda. 
c) se movimenta para frente e a tração no fio aumenta. 
d) se movimenta para frente e a tração no fio não muda. 
e) permanece na posição vertical. 
 
Dica: veja figura 61, página 221 
Questão 66 (UECE 2011.1 2ª fase) 
Um viajante no interior de um vagão ferroviário monitora um 
recipiente com água e fixado ao vagão. O viajante verifica que a 
superfície plana do líquido faz um ângulo  com a horizontal. 
Considere o ângulo medido em relação a um eixo que aponte no 
sentido contrário ao movimento. Suponha que o trem viaje num 
trecho reto, horizontal e considere g como sendo o módulo da 
aceleração da gravidade. Nestas condições, o viajante conclui 
corretamente que o trem está se deslocando: 
a) com módulo da velocidade v = g.sen. 
b) com módulo da aceleração a = g.sen. 
c) com módulo da velocidade v = g.tg. 
d) com módulo da aceleração a = g.tg. 
 
Questão 67 -  
A figura ilustra um carro com o formato de um cubo, contendo água 
até 3/4 da sua capacidade máxima. Em seguida, o cubo passa a 
se mover com aceleração a para a direita, o que causa uma 
inclinação da superfície da água. O Prof Renato Brito pede para 
você determinar a maior aceleração com que se pode empurrar 
esse carro sem que a água chegue a transbordar, em função da 
aceleração g da gravidade: 
a) g / 2 
b) g / 3 
c) g / 4 
d) g / 5 
e) g / 6 
 
a
 
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Questão 68 
A figura ilustra um tubo de vidro totalmente vedado, 
completamente preenchido com um líquido de densidade d. 
inicialmente em repouso. Em seu interior, foram colocadas duas 
bolas A e B, de densidades respectivamente iguais a dA e dB 
tais que dA < d < dB . Quando o tubo passar a se mover para a 
direita com aceleração a, pode-se afirmar que: 
A B
 
 
a) a bola A se moverá para a esquerda e a bola B se moverá 
para a direita, em relação ao tubo; 
b) a bola B se moverá para a esquerda e a bola A se moverá 
para a direita, em relação ao tubo; 
c) ambas as bolas se moverão para a esquerda, em relação ao 
tubo; 
d) ambas as bolas se moverão para a direita, em relação ao tubo; 
e) as bolas permanecerão em repouso em relação ao tubo. 
 
Questão 69 
A figura ilustra um tubo de vidro totalmente vedado, 
completamente preenchido com um líquido de densidade d. 
inicialmente em repouso. Em seu interior, foram colocadas duas 
bolas A e B, de densidades respectivamente iguais a dA e dB 
tais que dA > d e dB > d . Quando o tubo passa a girar com 
velocidade angular  constante em torno do seu eixo central, 
pode-se afirmar que: 

A B
 
a) ambas as bolas se movem em direção ao centro do tubo; 
b) ambas as bolas se movem se afastando do centro do tubo; 
c) a bola B se move em direção ao centro, enquanto a bola A se 
move se afastando do centro; 
d) a bola A se move em direção ao centro, enquanto a bola B se 
move se afastando do centro; 
e) como o tubo gira com velocidade angular constante, ambas as 
molas permanecem em repouso em relação ao tubo. 
 
Questão 70 
(UFC 2001) - Duas esferas maciças, I (feita de isopor, densidade 
igual a 0,1 g/cm3) e F (feita de ferro, densidade igual a 7,8 g/cm3), 
respectivamente, estão em repouso dentro de um cilindro reto, cheio 
de mercúrio (densidade: 13,6 g/cm3). As esferas podem se mover 
dentro do mercúrio. O cilindro é posto a girar em torno de um eixo 
vertical que passa pelo seu centro (veja figura ao lado). A rotação 
fará com que as esferas: 

I F
O
P Q
 
a) se desloquem ambas parao ponto O 
b) permaneçam em suas posições iniciais 
c) se desloquem para P e Q, respectivamente 
d) se desloquem para P e O,respectivamente 
e) se desloquem para O e Q, respectivamente 
 
Questão 71 
(PUC-SP) A figura esquematiza uma prensa hidráulica. Uma força 
F é exercida no pistão de área S, para se erguer uma carga C no 
pistão maior de área 5S. Em relação a F, qual a intensidade da 
força que é aplicada no pistão de maior área? 
a) 
25
F1
 
b) 
5
F1
 
c) 4F 
d) 5F 
e) 25F 
 
F
C
líquido
 
 
Questão 72 (UFRN 2012 1ª fase) 
Do ponto de vista da Física, o sistema de freios dos carros atuais é 
formado por uma alavanca e por uma prensa hidráulica. 
Enquanto a alavanca tem a capacidade de ampliação da força 
aplicada por um fator igual à razão direta de seus braços, a prensa 
hidráulica amplia a força da alavanca na razão direta de suas 
áreas. Finalmente, a força resultante aciona os freios, conforme 
mostrado na Figura, fazendo o veículo parar. 
 
 
 
Considere que a alavanca tem braço maior L = 40 cm e braço 
menor l = 10 cm, e a prensa hidráulica apresenta êmbolos com 
área maior, A, oito vezes maior que a área menor a . 
Levando em consideração as características descritas acima, tal 
sistema de freios é capaz de fazer a força exercida no pedal dos 
freios, pelo motorista, aumentar: 
a) 32 vezes 
b) 12 vezes 
c) 24 vezes 
d) 16 vezes 
 
Questão 73 
(CEFET 2006) Um balão esférico, que é feito de material flexível e 
que contém um gás em seu interior, encontra-se em equilíbrio 
completamente imerso em um líquido homogêneo que preenche o 
tubo cilíndrico. Comprimindo-se ainda mais o sistema, mediante a 
aplicação de uma força horizontal F ao pistão móvel, conforme a 
figura, o balão de gás: 
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F
 
a) acelera para a esquerda 
b) acelera para a direita 
c) acelera para cima 
d) acelera para baixo 
e) permanecerá em equilíbrio 
 
 
Dicas (perguntas chaves): 
1) com a aplicação da força F, o que ocorre à pressão do gás no interior do 
balão ? 
2) e com o volume do balão de gás ? (sólidos e líquidos são incompressíveis, ao 
contrário dos gases.) 
3) com a mudança do volume do balão (vsub), o empuxo E que age no balão 
aumentará ou diminuirá de valor ? 
4) e o peso P  do balão ? 
5) assim, o balão acelera para cima ou para baixo ? 
 
Questão 74 
A figura mostra um cilindro, dotado de um êmbolo móvel, contendo 
água e ar no seu interior. Mergulhado na água, temos um 
pequeno balão de aniversário (balão de gás) preso ao fundo do 
cilindro através de um fio ideal. Se uma forca F for aplicada ao 
êmbolo conforme a figura abaixo, quais mudanças ocorrerão 
nesse sistema ? Some as corretas: 
01) a pressão do ar aumentará; 
02) a pressão sobre a superfície do balão de gás aumentará em 
todos os seus pontos; 
04) o volume do balão de gás diminuirá; 
08) o empuxo que age no balão de gás diminuirá; 
16) a tração no fio diminuirá. 
F
água
ar
 
 
Questão 75 
A figura mostra um cilindro, dotado de um êmbolo móvel, contendo 
água e ar no seu interior. Mergulhado na água, temos uma 
pequena bola de isopor maciça presa ao fundo do cilindro através 
de um fio ideal. Se uma forca F for aplicada ao êmbolo conforme a 
figura abaixo, quais mudanças ocorrerão nesse sistema ? Some 
as corretas: 
01) a pressão do ar aumentará; 
02) a pressão sobre a superfície da bola de isopor aumentará em 
todos os seus pontos; 
04) o volume da bola de isopor diminuirá; 
08) o empuxo que age na bola de isopor diminuirá; 
16) a tração no fio diminuirá. 
F
água
ar
 
 
Questão 76  (UFRN 2012 – 2ª fase) 
O mergulho autônomo é uma atividade esportiva praticada nas 
cidades litorâneas do Brasil. Na sua prática, mergulhadores, que 
levam cilindros de ar, conseguem atingir profundidades da ordem 
de dezenas de metros. 
A maior parte do corpo do mergulhador suporta bem as pressões 
em tais profundidades, mas os pulmões são muito comprimidos e, 
portanto, ficam sujeitos a fortes estresses. Assim, existe um limite 
máximo de profundidade a partir do qual é possível ao mergulhador 
voltar rapidamente à superfície sem que o processo compressão-
descompressão do seu pulmão leve ao colapso dos alvéolos 
pulmonares e até a hemorragias fatais. 
Considerando Vo o volume do pulmão ao nível do mar, onde a 
pressão atmosférica é Po = 1 atm, e supondo que o ar no interior 
dos pulmões do mergulhador obedece à lei geral dos gases a 
temperatura constante: 
a) determine o valor da pressão sobre o mergulhador, quando ele 
se encontra a uma profundidade de 30m. 
b) verifique se o mergulhador poderá ultrapassar a profundidade 
de 30 m, sabendo que o limite máximo de contração do pulmão, 
sem que este sofra danos, é ele se reduzir a 25% do seu 
volume normal a 1 atm. Justifique sua resposta. 
 
DADOS: 
Aceleração da gravidade, g = 10,0m/s2 
Pressão atmosférica ao nível do mar, Po = 1,0 atm = 1,0 x 105 N/m2 
 
 
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1- INTRODUÇÃO 
A estática estuda os corpos em equilíbrio estático dos corpos. 
Dizemos que um corpo está em equilíbrio (estático) quando ele não 
se move ( aceleradamente) em nenhuma direção (equilíbrio de 
translação) e também não gira em torno de nenhum centro 
(equilíbrio de rotação). 
 
Para fins didáticos, a Estática divide-se em : 
 
 ESTÁTICA DO PONTO MATERIAL 
Pontos materiais têm dimensões desprezíveis no referencial em 
questão. Assim, não faz sentido se falar em rotação de um ponto 
material. Nesse estudo, estamos preocupados apenas com o 
equilíbrio de translação (transladar significa mover sem girar). 
Dizemos que um ponto material está em equilíbrio de translação 
quando a resultante das forças que agem sobre ele tem módulo 
nulo. Isso significa que ocorre um cancelamento total das forças 
que atuam sobre ele. Pensando separadamente em cada direção 
X, Y e Z , podemos dizer que um ponto material está em 
equilíbrio quando a resultante das forças que agem sobre ele tiver 
módulo nulo em cada uma das direções X, Y e Z. 
Matematicamente: 
 
 Equilíbrio  0 nF ..... F F F 321

 
 
Ou pensando separadamente em cada direção, temos: 
 
Equilíbrio em X  0 F ..... F F F nxx3x2x1

 
 
Equilíbrio em Y  0 F ..... F F F nyy3y2y1

 
 
Equilíbrio em Z  0 F ..... F F F nzz3z2z1

 
 
 ESTÁTICA DO CORPO EXTENSO 
Diferentemente de um ponto material, um corpo extenso não tem 
dimensões desprezíveis no referencial em estudo. Assim, faz-se 
sentido falar em rotação de um corpo extenso. 
Na estática do corpo extenso, além de nos preocuparmos com o 
equilíbrio da translação (explicado acima) , temos que impedir a 
rotação do corpo, ou seja, devemos também considerar também o 
equilíbrio da rotação. Em outras palavras, um corpo extenso está 
em perfeito equilíbrio, quando ocorrerem, ao mesmo tempo, 
equilíbrio de translação e equilíbrio de rotação. 
Mas como estudar esse equilíbrio de rotação ? A tendência de 
rotação de um corpo é avaliada pelo momento das forças que 
agem sobre ele. 
 
2- MOMENTO DE UMA FORÇA 
Quando uma força age sobre um corpo, ela pode causar uma 
tendência de rotação desse corpo em relação a um ponto . Essa 
“tendência de rotação” causada pela força chama-se “momento da 
força”. 
D
F
o
tendência de
rotação horária
 
Figura 01 
 
Na figura 1, a força F perpendicular ao eixo da ferramenta causa 
uma tendência de rotação da mesma em relação ao ponto O. Essa 
tendência de rotação, chamada de momento da força F em 
relação ao ponto O, é tão maior quanto maior for a força F e 
quanto maior for a distância D, ou, matematicamente: 
 
M = F x D 
 
Quandoa força ( ou o prolongamento da força) passar pelo ponto 
O, é intuitivo o fato de que essa força não causará à essa 
ferramenta nenhuma tendência de rotação em relação a esse 
ponto, como mostra a figura 2. Nesse caso o momento da força F 
em relação ao ponto O é nulo ( D = 0 ) . 
F
o
tendência de
rotação inexistente
 
Figura 02 
 
No caso mostrado na figura 3, uma força F forma um ângulo  
com o eixo da ferramenta. Para facilitar o estudo, decompomos F 
nas suas componentes Fx e Fy : 
 
F
oF
x
F
y
D

 
Figura 03 
 
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Para calcularmos o momento MF da força F , basta calcular os 
momentos das suas componentes Fx e Fy, ou, matematicamente: 
M F = M Fx + M Fy 
Entretanto, o momento MFx da componente Fx é nulo ( MFx = 0), 
já que ela passa sobre o centro O. Assim, Para determinar o 
momento MF, basta determinar o momento MFy de sua componente 
Fy perpendicular ao eixo da chave. Assim: 
 
M F = M Fy = Fy . D = F. sen . D 
M F = F.D. sen 
 
Mas como calcular o momento de F ( figura 3 ) sem decompor a 
força ? 
F
o
D

d
lin
ha
 d
e 
aç
ão
da
 fo
rç
a
 
Figura 04 
 
O momento da força F também pode ser calculado da seguinte 
forma: M = F x d onde F é a intensidade da força e d 
é a distância da linha de ação da força ao ponto O. A linha de 
ação da força é a reta que se obtém ao prolongar a força F. 
Matematicamente, vem: 
 
M = F x d onde d = D . sen  
M = F x D. sen   M = F. D. sen  
 
que é exatamente o mesmo resultado anteriormente. As duas 
formas de efetuar o cálculo são equivalentes e a escolha de 
qualquer será utilizada fica a cargo do leitor. 
 
Finalmente, qual a condição que deve ser satisfeita para garantir o 
equilíbrio de rotação de um corpo extenso ? 
 
Um corpo extenso encontra-se em equilíbrio de rotação quando a 
tendência de rotação que houver no sentido horário for 
exatamente cancelada pela tendência de rotação que exista no 
sentido anti-horário. Em outras palavras, quando o momento total 
das forças no sentido horário cancelar o momento total das forças 
no sentido anti-horário , todos eles calculados em relação ao 
mesmo ponto arbitrário O. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
	aula 8 Estatica2